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升级   30.53% TA的每日心情 | 开心 2015-4-14 18:58 |
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签到天数: 4 天 [LV.2]偶尔看看I
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首先,你需了解蒙特卡洛(MC)的发源:马尔科夫链和与之相关的概率转移矩阵。
" l9 C. b* ^: H, F; s. V3 B8 D举一个简单的例子,一家钢琴店老板,他发现他前一个星期卖了1架钢琴,后一个星期就会卖2架,如果前一个星期卖了2架,后一个星期就会卖出0架,如果前一个星期卖出0架,后一个星期就会卖出1架,请问老板平均每星期进多少架钢琴比较合理?9 D. l3 v2 t0 s: i, B
这里很明显看出0——>1——>2——>0这样变化的构建的矩阵就是这样的: h9 v' A5 L* u7 a2 w
3维矩阵,每个维度和经度表示0、1、2这三种状态,按顺序来,矩阵内的值表示从维度的状态转移到经度的状态的概率* S7 I' o: J+ c& G! W+ C
0 1 0
& U& m0 O: }3 P% [, D0 0 1 =A! T1 d3 ^8 a, q8 g
1 0 0
" _8 E0 q5 b7 W+ x7 ?( _' nA矩阵不停的自乘,如果发现n次后,A矩阵怎么自乘都不会变了,说明他是收敛的,这个问题就有解,把那个矩阵乘以状态向量就是合理的钢琴数。如果怎么乘都不收敛,那这个问题就是无解的。
0 J ?& Q7 u K4 o( g% v$ T* ~7 T9 _* Q: i/ D
现在有一些分子摆在那里,让你预测分子最有可能的状态,也就是能量最稳定的状态。N个分子自由度是3N+2,而分子在空间中可能的坐标是无限的,所以你根本不可能构建出概率转移矩阵,得到数学上的确定解。所以MC方法来了,他保证分子状态转移的每一步都像能量稳定的状态跳跃。步骤是:; y7 l! q; X) ]5 X! ?) h
1)利用随机数生成初始分子状态坐标
7 e# x' x7 I( f9 n- W; h2)随意移动一个分子到一个新的随机坐标
1 G) ^- g3 J; I2 U o) W1 R" ?! q3)看新旧坐标的能量变化,判断要不要跳到新坐标(这里的接受概率函数比较复杂,不细说)8 V: {6 b8 M( I7 s0 `
4)重复以上过程,直到总能量基本不变
) s$ Y& E& s( |, j' g
g, v( G2 Z s! B4 GMC方法演变出一系列方法,比如模拟退火,都是在其基础上的加强,都是寻找系统最优解的方法。关键是,这个最有解数学上是找不到的。过程都一样,就是接受概率函数和状态表达方法不一样而已。
1 n. P( e) v& G) m9 `0 k) c$ w |
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